2024屆一輪復習人教版 第十二章 第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 課件（56張）

第十二章

第一節(jié)

物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)課標要求核心素養(yǎng)1.了解原子核外電子的運動狀態(tài)、能級分布和排布原理，能正確書寫1～36號元素原子核外電子、價電子的電子排布式和軌道表示式。2.了解電離能的含義，并能用以說明元素的某些性質(zhì)。3.了解電子在原子軌道之間的躍遷及其簡單應(yīng)用。4.了解電負性的概念，并能用以說明元素的某些性質(zhì)。宏觀辨識與微觀探析：微觀探析——能從原子的微觀層面理解其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的聯(lián)系，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定應(yīng)用”的觀念；能根據(jù)原子的微觀結(jié)構(gòu)預測物質(zhì)在特定條件下可能具有的性質(zhì)。[目標導航][自主測評]1.易錯易混辨析(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)。(1)第二能層(L)上有s、p、d、f四個能級。()(2)同一原子中，不同能層中同一能級，能量相同。()(3)某原子核外電子排布為ns2np7，它違背了能量最低原理。((

)(4)第四周期元素中，Mn

原子價層電子未成對電子最多。

)(5)元素周期表中鑭系元素和錒系元素都占據(jù)同一格，它們是同位素。()(6)同周期元素，從左到右，原子半徑逐漸減小，離子半徑也逐漸減小。()答案：(1)×錯因：第二能層上有

s、p兩個能級。(2)×錯因：不同能層中同一能級，能層序數(shù)越大能量越高，如1s＜2s＜3s……(3)×錯因：違背了泡利原理，每個軌道最多可容納2個電子，np

能級有3個軌道，p軌道最多容納6個電子。

(4)×電子最多。

(5)×錯因：第四周期元素Cr原子價層電子3d54s1

中未成對錯因：鑭系元素和錒系元素都占據(jù)同一格，但是由于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)不相等，所以不是同位素。(6)×錯因：同一周期元素的離子半徑不是逐漸減小的。)2.以下有關(guān)元素性質(zhì)的說法中錯誤的是(A.元素電負性：Na＜P＜OB.第一電離能：S＞P＞SiC.最高化合價：Mn＞Cr＞V

答案：BD.離子半徑：Cl－＞K＋＞Na＋考點一核外電子排布1.能層、能級與原子軌道(1)能層(n)增大

核外電子按能量不同分成能層。通常用K、L、M、N……表示，能量依次______。(2)能級同一能層電子的能量也可能不同，又將其分成不同的______，通常用s、p、d、f……表示。能級

(3)電子云與原子軌道 核外電子的概率密度分布看起來像一片云霧，因而被形象地稱作電子云。量子力學把電子在原子核外的一個空間運動狀態(tài)稱為一個原子軌道。因此，常用電子云輪廓圖的形狀和取向來表示原子軌道的形狀和取向。原子軌道軌道形狀軌道個數(shù)能量關(guān)系s球形1①同一能層各能級能量順序：E(ns)＜E(np)＜E(nd)＜E(nf)②形狀相同的原子軌道能量的高低：E(1s)＜E(2s)＜E(3s)＜E(4s)……③同一能層內(nèi)形狀相同而伸展方向不同的原子軌道的能量相等，如p能級三個互相垂直的軌道npx、npy、npz的能量相同p啞鈴形3d—5f—72.基態(tài)原子的核外電子排布(1)排布原則最低相反平行(2)填充順序——構(gòu)造原理如圖為構(gòu)造原理示意圖，即基態(tài)原子核外電子在原子軌道上的排布順序圖：3.基態(tài)原子核外電子排布的表示方法表示方法以硫原子為例電子排布式1s22s22p63s23p4簡化電子排布式[Ne]3s23p4軌道表示式(或電子排布圖)價層電子排布式3s23p44.電子的躍遷與原子光譜(1)電子的躍遷

(2)不同元素原子的電子發(fā)生躍遷時會吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素原子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱原子光譜?？键c二元素周期表與元素性質(zhì)1.原子結(jié)構(gòu)與周期表的關(guān)系(1)原子結(jié)構(gòu)與周期的關(guān)系周期元素種數(shù)每周期第一個元素每周期最后一個元素

原子序數(shù)基態(tài)原子的電子排布式原子序數(shù)基態(tài)原子的電子排布式

一211s121s2二83[He]2s110[He]2s22p6三811[Ne]3s118[Ne]3s23p6（續(xù)表）周期元素種數(shù)每周期第一個元素每周期最后一個元素原子序數(shù)基態(tài)原子的電子排布式原子序數(shù)基態(tài)原子的電子排布式四1819[Ar]4s136[Ar]3d104s24p6五1837[Kr]5s154[Kr]4d105s25p6六3255[Xe]6s186—七3287[Rn]7s1118—

每周期第一種元素的最外層電子的排布式為ns1。每周期結(jié)尾元素的最外層電子排布式除He為1s2

外，其余為ns2np6。(2)主族元素的價電子排布特點族序數(shù)ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA價電子排布ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5(3)元素周期表的分區(qū)①分區(qū)圖示②各區(qū)元素原子外圍電子排布及性質(zhì)特點分區(qū)元素分布外圍電子排布元素性質(zhì)特點s區(qū)ⅠA、ⅡA族ns1～2除氫外都是活潑金屬元素；通常是最外層電子參與反應(yīng)p區(qū)ⅢA族～Ⅶ族、0族ns2np1～6(除He外)通常是最外層電子參與反應(yīng)d區(qū)ⅢB族～ⅦB族(除鑭系、錒系外)、Ⅷ族(n－1)d1－9ns1～2除鈀外d軌道可以不同程度地參與化學鍵的形成(續(xù)表)分區(qū)元素分布外圍電子排布元素性質(zhì)特點ds區(qū)ⅠB族、ⅡB族(n－1)d10ns1～2金屬元素f區(qū)鑭系、錒系(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2鑭系元素化學性質(zhì)相近，錒系元素化學性質(zhì)相近越大越小減小增大

2.原子半徑

(1)影響因素：①能層數(shù)越多，原子半徑_________； ②同周期核電荷數(shù)越大，原子半徑________。

(2)變化規(guī)律：①同周期主族元素從左到右，原子半徑逐漸________； ②同主族元素從上到下，原子半徑逐漸_________。3.電離能增大逐漸減小大

(1)第一電離能：氣態(tài)基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)

(2)第一電離能的變化規(guī)律 ①同周期從左至右第一電離能總體呈現(xiàn)____的趨勢(第二、三周期中，第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一電離能比相鄰元素都大)。 ②同族元素從上至下第一電離能______________。 ③同種原子逐級電離能越來越____。正離子所需要的最低能量，符號：I1，單位：kJ·mol－1。(3)電離能的應(yīng)用①判斷元素金屬性的強弱第一電離能越小，金屬越容易失去電子，金屬性越強；反之越弱。②判斷元素的化合價(I1、I2……表示各級電離能)如果某元素的In＋1

In，則該元素的常見化合價為＋n。如鈉元素I2

I1，所以鈉元素的化合價為＋1。③判斷核外電子的分層排布情況

多電子原子中，元素的各級電離能逐級增大，有一定的規(guī)律性。當電離能的變化出現(xiàn)突變時，電子層數(shù)就可能發(fā)生變化。4.電負性(1)含義：不同元素的原子對鍵合電子吸引力的大小。(2)變化規(guī)律：①同周期從左至右，元素的電負性逐漸________；增大減?、谕髯鍙纳现料拢氐碾娯撔灾饾u_________。(3)電負性的三大應(yīng)用①判斷元素的金屬性和非金屬性

a.金屬元素的電負性一般小于1.8，非金屬元素的電負性一般大于1.8，而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”(如鍺、銻等)的電負性則在1.8左右，它們既有金屬性，又有非金屬性。

b.金屬元素的電負性越小，金屬元素越活潑；非金屬元素的電負性越大，非金屬元素越活潑。②判斷元素的化合價a.電負性數(shù)值小的元素在化合物中吸引電子的能力弱，元素的化合價為正值。b.電負性數(shù)值大的元素在化合物中吸引電子的能力強，元素的化合價為負值。③判斷化學鍵的類型一般認為：a.如果兩個成鍵元素原子間的電負性差值大于1.7，它們之間通常形成離子鍵。

b.如果兩個成鍵元素原子間的電負性差值小于1.7，它們之間通常形成共價鍵。

5.對角線規(guī)則 在元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素的有些性質(zhì)是相似的，被稱為“對角線規(guī)則”。如?？枷?原子核外電子排布原則及應(yīng)用1.(1)(2021年全國甲卷節(jié)選)太陽能電池板主要材料為單晶硅或多晶硅。Si

的價電子層的電子排布式為________。(2)(2021年廣東卷節(jié)選)基態(tài)硫原子價電子排布式為_______。(3)(2021年湖南卷節(jié)選)基態(tài)硅原子最外層的電子排布圖(軌道表示式)為________。

解析：(1)基態(tài)Si

原子核外有14個電子，核外電子排布式為[Ne]3s23p2，則其價電子層的電子排布式為3s23p2。(2)基態(tài)S原子的核外電子排布式為[Ne]3s23p4，則基態(tài)硫原子的價電子排布式為3s23p4。(3)基態(tài)Si

原子的價電子層的電子排布式為3s23p2，根據(jù)泡利原理、洪特規(guī)則和能量最低原理推知，Si

的最外層的電子排布圖(軌道表示式)為

答案：(1)3s23p2

。(2)3s23p4

(3)

2.(1)(2020年天津卷節(jié)選)Fe、Co、Ni在周期表中的位置為_________________，基態(tài)Fe原子的電子排布式為___________。

(2)由硅原子核形成的三種微粒，電子排布式分別為：①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1，這些微粒分別是________________________。

(3)(2018年全國Ⅰ卷節(jié)選)下列Li原子電子排布圖表示的狀態(tài)中，能量最低和最高的分別為________、________(填標號)。A.C.

B.D.(2)基態(tài)Si原子、Si+離子、激發(fā)態(tài)Si原子

解析：(3)D選項表示基態(tài)，為能量最低狀態(tài)；A、B、C選項均表示激發(fā)態(tài)，但C選項被激發(fā)的電子處于高能級的電子數(shù)多，為能量最高狀態(tài)。答案：(1)第四周期第Ⅷ族1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)(3)DC考向2元素周期律及應(yīng)用3.(2021年山東卷)X、Y為第三周期元素、Y最高正價與最低式存在。下列說法錯誤的是()A.原子半徑：X>YB.簡單氫化物的還原性：X>YC.同周期元素形成的單質(zhì)中Y氧化性最強D.同周期中第一電離能小于X的元素有4種負價的代數(shù)和為6，二者形成的一種化合物能以[XY4]＋[XY6]－的形

解析：Y位于第三周期，且最高正價與最低負價的代數(shù)和為6，則Y是Cl元素，由X、Y形成的陰離子和陽離子知，X與Y容易形成共價鍵，根據(jù)化合物的形式知X是P元素。P與Cl

在同一周期，則P的原子半徑大，即X>Y，A正確；兩者對應(yīng)的簡單氫化物分別是PH3和HCl，PH3

的失電子能力強，還原性強，即X>Y，B正確；同周期元素從左往右，金屬性減弱，非金屬性增強，各元素對應(yīng)的金屬單質(zhì)還原性減弱，非金屬單質(zhì)的氧化性增強，則Cl2

的氧化性最強，C正確；同一周期，從左到右，第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢，第二、三周中第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一電離能大于相鄰元素的第一電離能，所以第三周期第一電離能從小到大依次為Na、Al、Mg、Si、S、P、Cl，第一電離能小于P的共有5種，D錯誤。答案：D4.(2022年宿遷調(diào)研)13Al、15P、16S、17Cl是周期表中的短周期主族元素。下列說法正確的是()A.元素Al在周期表中位于第四周期第ⅢA族B.元素P的簡單氣態(tài)氫化物的化學式為PH4C.第一電離能：I1(Al)<I1(P)<I1(S)D.最高價氧化物的水化物的酸性：H3PO4<H2SO4<HClO4

解析：Al為13號元素，在周期表中位于第三周期第ⅢA族，A錯誤；P位于第ⅤA族，最低負價為－3價，所以P的簡單氣態(tài)氫化物的化學式為PH3，B錯誤；P的3p能級軌道半充滿，較穩(wěn)定，第一電離能大于相鄰元素，即I1(P)>I1(S)，C錯誤；非金屬性越強，最高價氧化物的水化物的酸性越強，非金屬性P<S<Cl，則酸性：H3PO4<H2SO4<HClO4，D正確。答案：D考向3核外電子的運動狀態(tài)5.(1)(2021年山東卷節(jié)選)基態(tài)F原子核外電子的運動狀態(tài)有________種。(2)(2021年全國乙卷節(jié)選)對于基態(tài)Cr原子，下列敘述正確的是________(填標號)。A.軌道處于半充滿時體系總能量低，核外電子排布應(yīng)為[Ar]3d54s1B.4s電子能量較高，總是在比3s電子離核更遠的地方運動(3)(2021年河北卷節(jié)選)原子中運動的電子有兩種相反的自旋電子的自旋磁量子數(shù)。對于基態(tài)的磷原子，其價電子自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為________。

解析：(1)基態(tài)F原子共有9個核外電子，則每個電子都有對應(yīng)的軌道和自旋狀態(tài)，所以核外電子的運動狀態(tài)有9種。(2)基態(tài)原子滿足能量最低原理，Cr有24個核外電子，軌道處于半充滿時體系總能量低，核外電子排布應(yīng)為[Ar]3d54s1，A正確；能級和能層只是表明電子在該處出現(xiàn)的概率大小，并不表示電子運動的具體位置，B錯誤。(3)對于基態(tài)的磷原子，其價電子排布式為3s23p3，其中3s軌道的2個電子自旋狀態(tài)相反，自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為0；根據(jù)洪特規(guī)則可知，其3p軌道的3個電子的自旋狀態(tài)相同，

6.(1)在元素周期表中，與Li的化學性質(zhì)最相似的鄰族元素是_______，該元素基態(tài)原子核外M層電子的自旋狀態(tài)________(填“相同”或“相反”)。(2)基態(tài)碳原子核外電子的運動狀態(tài)有____種，核外電子的空間運動狀態(tài)有______種。(3)原子中運動的電子有兩種相反的自旋狀態(tài)，若一種自旋狀基態(tài)硫原子的價電子自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為________。

(4)處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用電子云輪廓圖形象化描述。在基態(tài)14C原子中，核外存在________對自旋相反的電子。

解析：(1)根據(jù)元素周期表和對角線規(guī)則可知，與鋰化學性質(zhì)相似的是鎂，鎂的最外層電子數(shù)是2，占據(jù)3s軌道，據(jù)泡利原理可知，3s軌道上排布的2個電子的自旋方向相反。(3)基態(tài)硫原子的核外電子排布式為[Ne]3s23p4，價電子軌道表示式為，3s、3p軌道上電子對的自旋磁量子數(shù)之和為0，3p軌道的2個單電子自旋平行，自旋磁量子數(shù)之和為＋1或－1。

答案：(1)Mg相反(2)64 (3)＋1或－1(4)2考向4

核外電子的分層排布

7.(1)(2021年河北卷節(jié)選)在KH2PO4

的四種組成元素各自所能形成的簡單離子中，核外電子排布相同的是_______(填離子符號)。

(2)(2020年江蘇卷節(jié)選)Fe基態(tài)核外電子排布式為____________________。(3)(2020年海南卷節(jié)選)Al在周期表中的________位置；基態(tài)Zn的價層電子排布式____________________。(4)(2020年全國Ⅱ卷節(jié)選)基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為____________________。解析：(1)四種組成元素形成的簡單離子為K＋、H＋(或H－)、P3－、O2－，其中K＋和P3－的核外電子排布相同，均與Ar原子相同。(2)Fe是26號元素，基態(tài)Fe原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2。(3)Al在周期表中處于第三周期第ⅢA族。基態(tài)Zn原子核外電子排布式為[Ar]3d104s2，則其價層電子排布式為3d104s2。(4)Ti原子核外有22個電子，基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2。答案：(1)K＋和P3－(2)1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)(3)第三周期第ⅢA族3d104s2(4)1s22s22p63s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2)

8.(1)(2019年全國Ⅱ卷節(jié)選)Fe成為陽離子時首先失去______軌道電子，Sm

的價層電子排布式為4f66s2，Sm3+的價層電子排布式為__________________。

(2)(2018年全國Ⅱ卷節(jié)選)基態(tài)Fe原子價層電子的電子排布圖(軌道表示式)為________，基態(tài)S原子電子占據(jù)最高能級的電子云輪廓圖為________。

(3)(2019年江蘇卷節(jié)選)以CuSO4、NaOH

和抗壞血酸為原料，可制備Cu2O。其中Cu2+基態(tài)核外電子排布式為_____________________________________________________________________。

(4)(2018年海南卷節(jié)選)黃銅礦是主要的煉銅原料，CuFeS2

是其中銅的主要存在形式。下列元素基態(tài)原子或離子的價層電子排布圖正確的是________。A.C.

B.D.

解析：(4)CuFeS2

中鐵原子的價電子排布式為3d64s2，銅原子的價電子排布式為3d104s1，則Fe2+是鐵原子失去最外層2個電子形成的陽離子，3d軌道有一個成對電子，4s軌道為空軌道，A錯誤；銅原子價電子排布式為3d104s1，軌道表示式不符合，B錯誤；Fe3+是鐵原子失去4s兩個電子和3d一個電子，3d各軌道上有一個電子，為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，C正確；亞銅離子是失去4s軌道一個電子形成的陽離子，軌道表示式正確，D正確。答案：(1)4s4f5(2)啞鈴(紡錘)形(4)CD(3)[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d91.(2022年海南卷)鈉和鉀是兩種常見金屬，下列說法正確的是(

)A.鈉元素的第一電離能大于鉀B.基態(tài)鉀原子價層電子軌道表示式為C.鉀能置換出NaCl溶液中的鈉D.鈉元素與鉀元素的原子序數(shù)相差18

解析：同一主族元素的第一電離能從上到下依次減小，金屬性越強的元素，其第一電離能越小，因此，鈉元素的第一電離能大于鉀，A項正確；基態(tài)鉀原子價層電子為4s1，其軌道表示式為 ，B項錯誤；鉀和鈉均能與水發(fā)生置換反應(yīng)，因此，鉀不能置換出